第三講電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用.ppt

電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用 電磁感應(yīng) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 法拉第電磁感應(yīng)定律 楞次定律 電磁感應(yīng)的應(yīng)用 自感 互感 渦流 高考要求 e blv 知識(shí)回顧 熱身訓(xùn)練 水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的光滑導(dǎo)軌上 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 導(dǎo)軌間距為l 有一根導(dǎo)體棒ab 用恒力f作用在ab上 由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 回路總電阻為r 分析ab的運(yùn)動(dòng)情況 并求ab的最大速度 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題 基本思路是 源 路 力 力學(xué)規(guī)律求解 例1 如圖所示 處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng) 電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m 導(dǎo)軌平面與水平面成 37 角 下端連接阻值為r的電阻 勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直向下 質(zhì)量為0 2kg 電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上 棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸 它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 25 求 1 求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小 2 當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 電阻r消耗的功率為8w 求該速度的大小 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 物體動(dòng)能的變化 討論 上題中所涉及的功 能問(wèn)題 問(wèn)題1 上題中幾個(gè)力做功 重力做正功 摩擦力做負(fù)功安培力做負(fù)功 支持力不做功 問(wèn)題2 各力所做的功與什么能量相對(duì)應(yīng) 重力勢(shì)能的增量 重力做的功 合外力做的功 摩擦力做的功 摩擦生熱 電路中轉(zhuǎn)化的電能 克服安培力做的功 鞏固訓(xùn)練 兩根光滑的金屬導(dǎo)軌 平行放置在傾角為 的斜面上 導(dǎo)軌的左端接有電阻r 導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì) 斜面處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上 質(zhì)量為m 電阻可不計(jì)的金屬棒ab 在沿著斜面與棒垂直的恒力f作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑 并上升h高度 如圖所示 在這過(guò)程中 a 作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零b 作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻r上發(fā)出的焦耳熱之和c 恒力f與安培力的合力所做的功等于零d 恒力f與重力的合力所做的功等于電阻r上發(fā)出的焦耳熱 ad 例2 如圖所示 足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌abc和fed 二者相互平行且相距為l 其中ab fe是光滑弧形導(dǎo)軌 bc ed是水平放置的粗糙直導(dǎo)軌 在矩形區(qū)域bcde內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 金屬棒mn質(zhì)量為m 電阻為r 它與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 導(dǎo)軌上a與f c與d之間分別接有電阻r1 r2 且r1 r2 r 其余電阻忽略不計(jì) 現(xiàn)將金屬棒mn從弧形導(dǎo)軌上離水平部分高為h處由靜止釋放 最后棒在導(dǎo)軌水平部分上前進(jìn)了距離s后靜止 金屬棒mn在通過(guò)軌道b e交接處時(shí)不考慮能量損失 金屬棒mn始終與兩導(dǎo)軌垂直 重力加速度為g 求 1 金屬棒在導(dǎo)軌水平部分運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度 2 整個(gè)過(guò)程中電阻r1產(chǎn)生的焦耳熱 思考 1 該圖景包含幾個(gè)過(guò)程 每個(gè)過(guò)程你能得出什么結(jié)論 切割磁感線形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí) 電路是怎么樣的 例3 如圖所示 將邊長(zhǎng)為a 質(zhì)量為m 電阻為r的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出 穿過(guò)寬度為b 磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半 線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度 然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng) 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 求 1 線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2 2 線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1 3 線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱q 1 找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng) 即切割磁感線 者 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解電動(dòng)勢(shì)大小和方向 2 根據(jù)等效電路圖 求解回路電流大小及方向 3 分析導(dǎo)體棒的受力情況 4 列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程或者是能量關(guān)系進(jìn)行求解 總結(jié)